最火预氧化混凝法处理废纸造纸废水研究

预氧化混凝法处理废纸造纸废水研究

摘要: 采用预氧化混凝法处理废纸造纸废水。研究表明，以KMnO4为氧化剂在最佳处理条件下，废水的CODCr去除率达89%～94%， BOD5去除率达90%。

关键词: 预氧化 KMnO4 废纸造纸废水

前言

随着造纸资源的日趋紧张和人们环境意识的不断提高，废纸再生利用越来越受到人们的重视，废纸已成为纸生产的主要原料之一。尽管废纸造纸过程不产生"黑液"，但仍有大量含细小纤维、油墨、树脂、颜料、化学药品和机械杂质等污染物的废水生成。这种废水如不加处理而直接排放，将对环境带来污染和危害。

废纸造纸废水主要来源于制浆部分的洗涤废水。根据废纸来源和生产工艺的差别，洗涤在屏幕上能显示实验方法、实验力、压痕长度、硬度值、实验力保持时间、丈量次数、日期、时间、硬度转换值等废水的特征有所不同，本文研究的某废纸造纸厂废水污染物含量大致为：CODCr 500～1000mg/L， BOD5 200～450mg/L，SS 500～800mg/L，色度 250～600倍，pH值6.5～7.3，外观呈黑灰色。洗涤废水量在150～200m3/t。

我国目前采用的废纸造纸废水处理技术为混凝沉淀(或气浮)法。随着新型有机和无机高分子絮凝剂的应用，采用混凝沉淀法不仅可有效地去除废水中的SS和色度，也能除去大部分COD物质。

笔者曾用絮凝沉淀法对前述废水进行过研究，得到了最佳处理条件。废水经处理后基本不含悬浮物，色度去除率在98%以上，CODCr去除率在70%～75%之间，BOD5去除率在60 %～70%之间。由于经处理后的水质已清澈透明，于是提出了将处理后的清水回用于洗浆的设想，以达到减少废水排放总量、节约生产用水的目的［１］。为了避免因回用水COD 含量较高和COD的积累可能导致对洗浆工艺的影响，同时为了提高排放水的质量，有必要探寻更有效的废纸造纸废水处理技术。

在废水处理领域，化学氧化法越来越受到人们的重视［２～４］。笔者利用 KMnO4预氧化法对废纸造纸废水处理工艺进行了研究。

1 试验

1.1 水样

试验水样取自某造纸厂。该厂主要以进口废纸(画报、书、报纸等)为原料，生产卫生纸、箱板纸和牛皮纸等。其抄纸废水(即"白水")采用气浮法处理并回收利用，其它废水汇总后流入排放沟。本试验水样取自排放沟。

1.2 主要药剂和仪第2个特点器

仪器：无级调速搅拌器，pH-25型pH计，722型分光光度计，HH-5型化学耗氧量测定仪等。

药剂：高锰酸钾，次氯酸钠，过氧化氢，硫酸亚铁，聚丙烯酰胺，JA复合混凝剂等。

1.3 废水处理工艺

采用化学预氧化混凝法。取废水样500mL于烧杯中，在搅拌下加入化学氧化剂，反应至规定的时间后，再按混凝沉淀法的最佳工艺条件进行处理，随后将其缓慢倒入1000 mL量筒中，静置10min后取澄清废水分析有关项目。

2 结果与讨论

在此前完成的混凝沉淀法研究中，对废水悬浮物和色度的去除已取得令人满意的结果，因此本次试验主要以提高COD去除率为目的。曾采用KMnO4、NaClO、Feton试剂(H2O2+Fe2+)进行条件试验，以KMnO4 预氧化法的处理效果最好，因此对KMnO4预氧化工艺条件进行了优化研究。

为了消除其它因素的影响，在各组试验中，均进行KMnO4空白(其它处理条件相同)试验，并以CODCr去除率(Ⅱ) 作为各次试验的评判依据。CODCr去除率(Ⅱ)的表达式如下：

CODCr去除率(Ⅱ)＝(CODCr(Ⅰ)-CODCr(Ⅱ)) / CODCr(Ⅰ)

式中CODCr(Ⅰ)--KMnO不过后期4空白试验时，处理后废水中残留的CODCr值；

CODCr(Ⅱ)--添加KMnO4时，处理后废水中残留的CODCr值。

2.1 KMnO4投加量对CODCr去除率的影响

KMnO4投加量对CODCr去除率有较大的影响，这在图1所示的KMnO4投加量～CODCr去除率(Ⅱ) 关系曲线中得到明显反映。在氧化反应时间为30min的条件下，KMnO4投加量低于10mg/L时，CODCr去除率(Ⅱ)随KMnO4投加量的增加而逐渐增加；当KMnO4 投加量大于10mg/L时，CODCr去除率(Ⅱ)随KMnO4投加量的增加而迅速提高，并在投加量为13mg/L时达到峰值；当KMnO4投加量继续增加时，CODCr去除率(Ⅱ)缓慢下降。由此可知，KMnO4投加量存在最佳值，此时显现出的氧化、助凝效能最突出。本次试验得到的KMnO4最佳投加量为13mg/L，对应的CODCr总去除率为87.0%。

图1 KMnO4投加量～CODCr去除率(Ⅱ)的关系

(氧化反应时间：30min；pH：7.01；废水CODCr： 644mg/L)

应该指出的是KMnO4空白试验得到的CODCr总去除率仍较絮凝沉降法CODCr去除率提高5%左右。这是由于空白试验与添加氧化剂时的试验一样，在絮凝沉降前有一定的搅拌时间，从而使废水中部分CODCr物质与空气接触氧化或被水中溶解氧氧化成市场竞争力进1步提高可絮凝物所致。(待续)